具有超高理论能量密度（3500 Wh kg^–1）的锂氧气电池被认为是下一代储能装置的有力候选者。然而，锂氧气电池常用的电解液体系，如醚类和砜类电解液，在超氧根等氧还原中间体的存在下会发生分解，生成副产物钝化正极。N,N-二甲基乙酰胺（DMA），在抗氧还原中间体的进攻下具有独特的优势，在超氧根的存在下可以保持稳定。然而，由于其与金属锂负极的兼容性差，制约了DMA电解液在锂氧气电池中的应用。

近日，中国科学院长春应用化学研究所的张洪杰研究员和张新波研究员团队，在高浓度DMA基电解液的基础上，引入甲基九氟丁醚（M3）作为稀释剂，构筑了局部高浓度电解液用于锂氧气电池。M3的引入不仅提高了电解液的综合性质，同时，基于DMA溶剂和M3稀释剂之间的分子间相互作用，可以促使更多的Li⁺与阴离子配位，形成阴离子衍生的SEI提高金属锂负极的稳定性，有效提升锂氧气电池的电化学性能。

M3稀释剂的引入不仅降低了电解液的浓度，同时提升了电解液的综合性质。在电解液的基本性质方面，DMA/M3电解液展现出更低的粘度、更高的离子电导率和耐高压稳定性。针对锂氧气电池的特殊运行需求，得益于M3分子结构中稳定的−CH₃和−F基团，M3的加入增强了电解液的氧气溶解度，同时兼具耐受氧还原物种进攻的能力。电解液综合性能的提升为锂氧气电池的长期运行奠定了基础。

同时，M3稀释剂中的强吸电子基（−F）能够与DMA溶剂分子中的给电子基（−CH₃）产生分子间相互作用。实验表征和理论计算结果证明，即使在加入少量M3的情况下，也能促使Li⁺与更多的TFSI−阴离子配位，进而形成阴离子衍生的、富含无机成分（LiF、Li₂O等）的SEI以提升金属锂负极的稳定性。

最终，在DMA/M3电解液对氧还原中间体和金属锂负极稳定性提高的基础上，锂氧气电池的电化学性能得以提升。基于DMA/M3电解液的锂氧气电池在30 °C和−10 °C下可稳定循环359和120次。